Ti70,合金板热成型组织性能研究
李 博，史新鑫，齐风华，田德厚，张玉国，王照国
（中国船舶重工集团公司第七二五研究所（洛阳船舶材料研究所），河南 洛阳 471000）
钛合金具有比强度高、韧性好、焊接性能好和耐腐蚀等众多优点，很好地满足了舰船材料所需的主要特性，完全具备舰船材料所要求的耐蚀、耐久、牢固、可靠和稳定等各种特殊性能要求[1]。因此，钛合金被誉为'海洋金属“，是海洋工程最有前途的金属材料之一[2-3]。舰船往往体型较大，所需材料用量很大，钛合金高昂的成本限制了其在舰船领域的规模化应用。中船725 所与701 所、宝鸡钛业股份有限公司合作研制了低成本的Ti70 钛合金，这种针对舰船应用的钛合金是在俄罗斯TA16 的基础上，通过添加廉价的Fe 作为合金元素，调整Al、Zr 含量，开发而成的近α 中强钛合金，为钛合金在海洋领域的大规模应用提供了有利条件。
Ti70 研制之初就被定位为船用结构材料，通常轧制为薄板作为结构件的壳板使用[4-5]。随后，经过冷成型/热成型、焊接和校型，得到最终产品。目前，虽然Ti70 已经得到规模化应用，但是由于对其热成型性能研究较少，导致成型曲面复杂程度受限，进而限制了Ti70 的应用。探究4 mm 厚Ti70 板材的热成型性能，结合组织演变规律对力学性能的影响，进而实现组织对力学性能的调控，扩大Ti70 的应用范围及规模。
试验所用4 mm 厚Ti70 板材由双瑞精铸生产，采用交叉换向轧制方式在α+β 两相区经过2 个火次轧制而成，轧制后并进行成品退火热处理。成分见表1。
表1 板材的化学成分 wt>%-1
钛合金弹性模量大，成型后易反弹，通常需要热成型，热成型温度与变形量成正比。为探究Ti70 板材的热成型性能，使用模具对Ti70 板材进行中、高温成型：650 ℃、850 ℃热成型。利用ZEISS Observer.Zlm 金相显微镜、SU8000 扫描电镜和JEM-2100 透射电镜对热成型后板材的横截面（TD-ND 面，RD 为纵向，TD 为横向，ND 为法向）进行组织观察。利用SINTECH20/G 材料试验机对板材横向试样进行室温拉伸性能检测，室温拉伸试验按GB/T 228.1”2010《金属材料 拉伸试验第1 部分：室温试验方法》进行，采用P7 试样，每个位置取2 个试样，取平均值。利用ZBC2302-C 摆锤式冲击试验机对板...
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